0

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM

6 11 0
  • NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 14/01/2021, 16:14

Với việc bổ sung 5% nhựa acrylic styrene 48% thì lớp phủ thủy tinh lỏng chứa kẽm có tính chất cơ lý cao hơn, cụ thể là độ bám dính, độ bền uốn màng sơn.. Từ khóa: sơn kẽm silicat; thủy [r] (1)NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM Lê Hồng Quân Chi nhánh Ven biển, Trung Tâm Nhiệt đới Việt Nga TĨM TẮT Bài báo trình bày việc tăng chất lượng tính chất lý lớp phủ thủy tinh lỏng chứa kẽm cách sử dụng keo silica nhựa acrylic styrene Chúng nhận thấy gia tăng lượng keo silica làm cho mô đun thủy tinh lỏng tăng theo, độ pH dung dịch giảm, độ cứng hay khả đóng rắn nhanh Với việc bổ sung 5% nhựa acrylic styrene 48% lớp phủ thủy tinh lỏng chứa kẽm có tính chất lý cao hơn, cụ thể độ bám dính, độ bền uốn màng sơn Từ khóa: sơn kẽm silicat; thủy tinh lỏng; keo silica; acrylic styrene; độ cứng tương đối; độ bám dính; độ bền uốn Ngày nhận bài: 08/8/2019; Ngày hoàn thiện: 25/9/2019; Ngày đăng: 07/10/2019 IMPROVE THE QUALITY OF COATING SODIUM SILICATE CONTAINED ZINC Le Hong Quan Coastal Branch, Vietnam-Russia Tropical Centre ABSTRACT The paper presents the quality of mechanical properties of coatings sodium silicate contained zinc using silica colloidal silica and acrylic styrene resin We found that the increase in colloidal silica makes the module sodium silicate also increase, the pH of the solution decreases, the hardness or the ability to harden faster With the addition 5% of acrylic styrene resin 48%, the coating sodium silicate contained zinc with higher mechanical properties, particularly adhesion, flexibility of the film Keywords: zinc silicate paint; sodium silicate; colloidal silica; acrylic styren; relative hardness; adhesion; flexibility Received: 08/8/2019; Revised: 25/9/2019; Published: 07/10/2019 (2)1 Giới thiệu Có nhiều phương pháp bảo vệ chống ăn mòn cho cấu kiện kim loại mạ kẽm, phun kim loại, sơn kẽm, bảo vệ anot Các phương pháp thường phải tốn nhiều chi phí, lượng, dễ bắt cháy lớp phủ sơn có độc tính ảnh hưởng đến sức khỏe người dung mơi hữu pha sơn, hóa chất mạ gây triệu chứng làm tổn thương bề mặt da, viêm loét niêm mạc, mũi, làm thủng phần sụng vách mũi, chí ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa như: gan, thận, tim mạch,… [1,2] Chính vậy, hướng nghiên cứu vật liệu có tính thân thiện với mơi trường, giảm chi phí quan tâm nhiều Vật liệu vô quan tâm silicat hay gọi thủy tinh lỏng Thành phần bao gồm natri silicat kali silicat, chúng nhanh chóng tạo thành màng cứng bề mặt cần bảo vệ [3-5] Lớp phủ thu sở thủy tinh lỏng thông thường đặc trưng độ giịn cao, độ bám dính thấp với chất vật liệu khác [6,7] Tính chất lý lớp phủ thủy tinh lỏng đạt phối trộn, bổ sung với chất phụ gia khác [8] Các hợp chất chứa SiO2 thường sử dụng để thay đổi tính chất thủy tinh lỏng[9,10] Trong nghiên cứu này, sử dụng dung dịch keo silica để thay đổi tính chất nước thủy tinh lỏng cách khuấy trộn keo silica thủy tinh lỏng nhiệt độ cao, khoảng 100oC Để cải thiện tính chất lý màng sơn sử dụng nhựa acrylic styrene để tăng độ bám dính, độ bền uốn màng sơn 2 Phương pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên vật liệu - Thủy tinh lỏng thương mại Natri silicat, với mô đun M = 2,78; tỉ lệ SiO2 33,38% theo trọng lượng, tỉ lệ Na2O 12,4% theo trọng lượng Công ty Cổ phần Hóa chất Việt Trì (VICCO) sản xuất - Keo silica GS – 830 với kích thước hạt keo khoảng – 11nm, tỉ lệ SiO2 ≤ 30% theo trọng lượng, tỉ lệ Na2O ≤ 0,5% theo trọng lượng Trung Quốc sản xuất - Bột kẽm mịn Hàn Quốc với kích thước hạt từ – µm - Phụ gia chống tạo bọt Dehydran, phụ gia hoạt động bề mặt sulfopolyethylene glycol - Nhựa acrylic styrene 48% - Mẫu thép CT3 kích thước 10 x 15 x mm chuẩn bị bề mặt theo ISO 8407-2009 2.2 Chuẩn bị mẫu sơn - Nâng mô đun thủy tinh lỏng phương pháp bổ sung trực tiếp keo silica vào thủy tinh lỏng Trong nghiên cứu nhóm tác giả lựa chọn nhiệt độ khuấy đảo khoảng 100o C thời gian 10 phút Thành phần cụ thể trình bày bảng Bảng Thành phần pha trộn Kí hiệu mẫu Thủy tinh lỏng (ml) Keo silica (ml) 0 100 1 95 2 90 10 3 85 15 4 80 20 5 75 25 - Phần lỏng sơn phối trộn tỷ lệ theo bảng - Phần rắn sơn bột kẽm Bảng Thành phần phần lỏng sơn Thủy tinh lỏng sau bổ sung keo siliaca bảng 1, % trọng lượng Dehydran, % trọng lượng sulfopolyethylene glycol, % trọng lượng Acrylic styrene, % trọng lượng (3)- Tiến hành phối trộn phần lỏng phần rắn theo tỷ lệ trọng lượng lượng 25:75, lọc hỗn hợp qua lưới lọc 200 mesh - Tiến hành sơn lên mẫu thép phương pháp phun khí nén 2.3 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp xác định mô đun thủy tinh lỏng theo Tiêu chuẩn ngành 64TCN 38-1986; - Xác định độ pH máy HANA49, xuất xứ Đức; - Phương pháp xác định độ bám dính Pull-off theo ASTM D4541, sử dụng máy đo độ bám dính PosiTest AT-M Đức; - Phương pháp xác định độ bền uốn theo TCVN 2099 – 2007, sử dụng thiết bị đo SP1822 xuất xứ Hà Lan; - Phương pháp xác định độ cứng theo TCVN 2098:2007, sử dụng thiết bị 707P (PERSOZ) xuất xứ Anh; Tất thiết bị thuộc quản lý Phòng Độ bền Nhiệt đới, Chi nhánh Ven biển, Trung Tâm Nhiệt đới Việt Nga 3 Kết thảo luận 3.1 Kết việc thay đổi tính chất thủy tinh lỏng Tiến hành thực nghiệm việc nâng mô đun thủy tinh lỏng chuẩn độ dung dịch theo phương pháp Kết trình bày bảng Khi đổ keo silica vào thủy tinh lỏng, xuất hiện tượng kết tủa lập tức, kết tủa hình thành gel silica Điều giải thích keo silica phân tán vào thủy lỏng, gây q trình polymer hóa tạo gel Tuy nhiên, khuấy đảo liên tục nhiệt độ cao xảy tượng khử polymer để làm tan kết tủa tạo môi trường đồng nhất, ổn định cho thủy tinh lỏng mô đun cao [4] Kết bảng cho thấy tăng hàm lượng keo silica mơ đun thủy tinh lỏng tăng lên Hình 1a trình bày ảnh hưởng độ pH theo thời gian lưu mẫu mẫu thủy tinh lỏng, hình 1b trình bày ảnh hưởng mô đun thủy tinh lỏng tới độ pH dung dịch thủy tinh lỏng Bảng Kết mô đun thủy tinh lỏng Kí hiệu mẫu Thủy tinh lỏng (ml) Keo silica (ml) % trọng lượng Na2O Mô đun đạt được, M 0 100 12,4 2.78 1 95 9,29 3.4 2 90 10 7,29 3.99 3 85 15 7,05 4.05 4 80 20 5,81 4.78 5 75 25 2,48 5.59 (4)Theo đồ thị hình 1a, độ pH dung dịch thủy tinh lỏng bổ sung thêm keo silica có thay đổi liên tục theo thời gian dần ổn định sau khoảng 30 Độ pH mẫu ban đầu theo thứ tự ký hiệu mẫu đến 12,8; 12,01; 11,88; 11,64; 11,45; 11,34 Sau khoảng 30 độ pHổn định mức 12,8; 10,66; 10,51; 10,46; 10,25; 10,16 Sau bổ sung keo siliaca hàm lượng ion Na+ dung dịch thủy tinh lỏng giảm dần theo độ tăng mô đun mẫu Điều dẫn đến giảm độ pH dung dịch (hình 1b) Mơ đun thủy tinh lỏng tăng độ pH dung dịch thủy tinh lỏng giảm hay tăng hàm lượng keo silica độ pH dung dịch giảm 3.2 Khảo sát độ cứng màng sơn Chuẩn bị dung dịch sơn phần 2.2 nêu Tiến hành phun phủ lên mẫu thép nền, độ dày lớp phủ khoảng 100µm, kết khảo sát độ cứng màng sơn theo thời gian phơi khô mẫu điều kiện nhiệt độ phịng khoảng 25oC, độ ẩm 60% cụ thể trình bày hình Có thể thấy, thời gian phơi khơ mẫu có ảnh hưởng đến độ cứng tương đối lớp phủ Sau ngày phơi mẫu nhiệt độ phòng khoảng 25oC, độ ẩm tương đối khoảng 60% thì mẫu ổn định độ cứng tương đổi không thay đổi Sau ngày phơi mẫu mẫu đạt độ cứng tương đối thấp theo thứ tự từ mẫu đến mẫu 0,25; 0,27; 0,35; 0,39; 0,36; 0,41 Nhưng sau ngày phơi độ cứng tương đối ổn định 0,39; 0,41; 0,55; 0,56; 0,52; 0,59 3.3 Khảo sát tính chất lý màng sơn Tiến hành khảo sát loại sơn pha chế khác Loại thứ có sử dụng nhựa acrylic styrene loại thứ hai không sử dụng acrylic styrene Phun phủ mẫu sơn lên mẫu thép nền, độ dày lớp phủ khoảng 100µm, sau ngày bảo quản mẫu, tiến hành đo tính chất lý màng sơn Bảng trình bày kết đo tính chất lý màng sơn Từ kết bảng 4, thấy nhựa acrylic styrene có tác dụng làm tăng tính chất lý màng sơn Độ bám dính tất mẫu tăng, độ bền uốn tăng mạnh, đặc biệt với mẫu số 4, sử dụng mô đun thủy tinh lỏng 4,78 sử dụng phụ gia nhựa acrylic styrene với hàm lượng 5% độ bền uốn màng sơn đạt 1mm, độ bám dính lớn đạt 4,35MPa so với tất mẫu lại Khi bổ sung nhựa acrylic styrene giúp chất tạo màng thủy tinh lỏng mềm hóa hay tính giịn giảm, dẫn đến độ bền uốn màng sơn tăng lên Đồng thời, bổ sung nhựa acrylic styrene giúp hạt kẽm phân tán đồng hơn, liên kết chặt chẽ với tốt hơn, độ bám dính với tốt Khi độ pH dung dịch giảm hay hàm lượng ion Na+ dung dịch giảm khả hấp thụ ẩm dung dịch giảm [3, 6], điều dẫn đến tính chất lý mẫu sơn với thủy tinh lỏng mô đun cao tốt so với mẫu thủy tinh lỏng mô đun thấp (5)Bảng Kết khảo sát tính chất lý màng sơn Ký hiệu mẫu Có sử dụng nhựa 5% acrylic styrene 48% Không sử dụng nhựa acrylic styren Độ bám dính, MPa Độ bền uốn, trục mm Độ cứng tương đối Độ bám dính, MPa Độ bền uốn, trục mm Độ cứng tương đối 0 0,54 0,39 0,35 0,38 1 1,52 0,41 0,95 0,41 2 2,85 0,55 1,25 0,54 3 3,95 0,56 3,65 0,57 4 4,35 0,52 4,15 0,52 5 4,05 0,59 3,95 0,6 (a) (b) Hình Độ bám dính màng sơn: (a) mẫu số có sử dụng nhựa acrylic styrene, (b) mẫu số không sử dụng nhựa acrylic styrene 4 Kết luận Thủy tinh lỏng thương mại bổ sung dung dịch keo silica nhiệt độ 100o C làm thay đổi tính chất Sự gia tăng hàm lượng keo silica làm cho mô đun thủy tinh lỏng tăng theo, độ pH dung dịch giảm, độ cứng hay khả đóng rắn nhanh Tính chất lý lớp phủ thủy tinh lỏng chứa kẽm ổn định sau ngày phun phủ, bảo quản nhiệt độ phòng Với việc bổ sung 5% nhựa acrylic styrene 48%, lớp phủ thủy tinh lỏng chứa kẽm có tính chất lý cao hơn, cụ thể độ bám dính, độ bền uốn màng sơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đông Thu Vân, Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải công nghiệp mạ điện cụm công nghiệp Phùng, Hà Nội, Luận văn Thạc sĩ, Trường ĐH Khoa học tự nhiên, 2011 [2] Hiếu N H., “Sơn dung mơi hữu ảnh hưởng tới mơi trường”, http://sonchiunhiet.vn/vi/son-dung-moi-huu-co-va-anh-huong-cua-no-den-moi-truong/, truy cập ngày 08/08/2019 (6)solids”, J Non-Crystalline Solids, Vol 3, pp 293-297, 2001 [5] Horacio, Colloidal Silica Fundamentals and Applications, Taylor & Francis Group, 2006 [6] Le Hong Quan, “Một số kết ban đầu sơn thủy tinh lỏng mơ đun cao chứa kẽm”, Tạp chí Hóa học, số 57, tr 194-199, 2019 [7] Korneev V I., “Production and use of soluble glass”, L.: Stroiizdat, pp 176, 1991 [8] Zhang L., Iler “Anti-corrosion performance of waterborne Zn-rich coating with modified silicon-based vehicle and lamellar Zn (Al) pigments”, Progress in Natural Science: Materials International, V.22, pp 326-333, 2012 [9] Ralph K., Iler Silicious compositions, US Patent 3492137, 1970 http://sonchiunhiet.vn/vi/son-dung-moi-huu-co-va-anh-huong-cua-no-den-moi-truong/ ,
- Xem thêm -

Xem thêm: NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM, NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM

Hình ảnh liên quan

Bảng 1. Thành phần pha trộn - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM

Bảng 1..

Thành phần pha trộn Xem tại trang 2 của tài liệu.
Bảng 3. Kết quả mô đun thủy tinh lỏng - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM

Bảng 3..

Kết quả mô đun thủy tinh lỏng Xem tại trang 3 của tài liệu.
Theo đồ thị hình 1a, độ pH của dung dịch thủy tinh lỏng khi bổ sung thêm keo silica có  sự thay đổi  liên tục theo  thời  gian  và  dần ổn  định sau khoảng 30 giờ - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM

heo.

đồ thị hình 1a, độ pH của dung dịch thủy tinh lỏng khi bổ sung thêm keo silica có sự thay đổi liên tục theo thời gian và dần ổn định sau khoảng 30 giờ Xem tại trang 4 của tài liệu.
Bảng 4. Kết quả khảo sát tính chất cơ lý màng sơn - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG LỚP PHỦ THỦY TINH LỎNG CHỨA KẼM

Bảng 4..

Kết quả khảo sát tính chất cơ lý màng sơn Xem tại trang 5 của tài liệu.